中国古代科学家 中国古代科学家“衣被天下” ——黄道婆黄道婆，又名黄婆，我国元代著名的棉纺织革新家。元贞年间， 她将在崖州（今海南岛）生活三十余年所学到的纺织技术进行改革，制成了一整套扦、 弹、纺、织工具（如搅 车、椎弓、三锭脚踏纺车等），极大地提高了当时的纺纱效率。在织造方面，她用错纱、配色、综线、花工艺技术，织制出有名的乌泥泾被，推动了松江一带棉纺织技术和棉纺织业的发展，使松江在当时一度成为全国棉纺织业的中心，对当时植棉和纺织技术的发展起到了很大的推动作用。 离乡背井苦学艺 黄道婆生于南宋末年淳祐年间（约公元1245年），是松江府乌泥泾镇（今上海县龙华公社）人。南宋末年是一个多灾多难的年头，战乱频仍，民不聊生。江南地区人民长期蒙受统治者的掠夺与压榨，遇到旱涝之年，人们纷纷逃荒。在“男尊女卑”、“三从四德”等封建礼数盛行的社会中，妇女更是如牛马般在苦水中煎熬。黄道婆十二三岁时，为生活所迫，给人家当童养媳，而偏偏又遇上刻薄的婆婆、蛮横的丈夫。一天，由于劳累过度，她织布时速度慢了一些，公婆、丈夫以此为借口，将她毒打一顿，锁在柴房里不给她饭吃，不让她睡觉。黄道婆无处诉苦，便横下一条心，在房顶掏了一个洞，逃上了停靠在黄浦江上的一艘帆船，随船到了海南岛南端的崖州，从此开始了不平凡的生活道路。 我国是纺织业的发祥地，湖南长沙马王堆一号西汉古墓出土的200多件织工考究、色彩斑斓的丝麻织品（图 06.jpg（湖南长沙马王堆汉墓出土的素纱蝉衣）），说明在2000多年前人们就掌握了相当先进的纺织技术。宋朝时纺织业在内地逐渐发达起来，海南岛在11世纪（北宋中期）为满足人们日用之需，已经开始大面积地植棉。赵汝适《诸蕃志》说黎族“妇人不事蚕桑，惟织吉贝花被、缦布、黎幕。”方勺《泊宅编》记载“闽广一带纺绩,,,,摘取出壳，以铁杖捍尽黑子，徐以小弹弓，令纷起，然后纺绩为布，名曰吉贝。”相对来说，当时内地的纺织产量不高，因此布匹的质量低劣，不能成为人们主要的衣着用品。而海南岛一带生产的棉织物，品种繁多，织工精细，质量、色彩均居全国之首，作为“贡品”进入都城临安（今杭州一带，南宋时定都于此）的各类棉布就有20余种。棉布比之丝织物有着许多长处，王祯《农书》里说它“无采养之劳，有必收之效；免绩缉之工，得御寒之益。可谓不麻而布，不茧而絮。”黎族人民还能织出坚厚的兜罗棉、番布、吉贝等纺织品，染成各种色彩的黎单、黎棉、鞍搭等，销往全国各地。 黄道婆就是在这样一种特定的历史条件下，来到海南岛的。她与黎族人民一起日出而作，日落而息，在共同的劳动生活与交往中，努力学习和掌握当地先进的棉纺织技术。黎族同胞的细心传授，黄道婆自己虚心刻苦的学习，使她了解并熟悉了各道棉和织布工序。在实践中黄道婆还融合吸收了家乡织布技术的长处，逐渐成为有着精湛技术的纺织能手。日月如梭，物换星移。在海南生活劳作的黄道婆不觉已度过了20多个春秋。中年之后，思乡情最切。桑梓故园之思，桑榆晚景之感，叶落归根之情，使“有志复赤子”的黄道婆在元成宗元贞年间（公元年），带着黎族人民的深情厚意和祝福，身背踏车、椎弓等纺织工具，踏上了北归的路途。穷心竭力求革新 随着时代的前进，生产力也必然要向前发展。棉纺织业简陋的生产条件和落后的技术水平的改变，发生在宋末元初这一历史时期，黄道婆对这一重大变革作出了巨大贡献。黄道婆重返故乡的时候，植棉业已经在长江流域大大普及，但是纺织技术仍然很落后。她回乡后，看见妇女仍然用红肿的手剥棉籽，男人依旧用小竹弓弹棉花，而且织出来的布还像从前一样粗糙，就致力于改革家乡落后的棉纺织生产工具。据陶宗仪《 耕录》记载，“乌泥泾初无踏车椎弓之制，率用手剖去籽，线弦竹孤，置案间振掉成剂”，操作起来十分辛苦，生产效率又极低。黄道婆先改革了纺织工具，“乃教以做造捍弹之具，至于错纱配色，综线絮花，各有其法”，然后将黎族人民先进的棉纺织生产经验与汉族纺织传统工艺结合起来，系统地改进了从轧籽、弹花到纺纱、织布的全部生产工序，并创造出新的生产工具，把自己掌握的精湛的织造技术毫无保留的传授给了故乡人民，将松江地区的棉纺织技术提高到了一个相当高的水平。 黄道婆首先从棉纺织的第一道工序“轧棉去籽”着手，她最初教人用铁杖来擀尽棉籽，以代替原始的用手剖去籽的方法。后来黄道婆又把黎族人民用的搅车介绍过来。搅车又名轧车，是由装置在机架上的两根辗轴组成，上面的是一根小直径的铁轴，下面的是一根直径比较大的木轴，两轴靠摇臂摇动，向相反方向转动。把棉花喂进两轴间的空隙辗轧，棉籽就被挤出来留在后方，棉纤维（皮棉）被带动前方。应用搅车后，完全改变了当时用手剥籽或用铁杖擀去籽的落后状况，大大提高了生产效率，是当时皮棉生产中一件重大的技术革新。然后，黄道婆认为原先弹松棉花的操作太原始粗糙。经过试验她不仅把原来的小弓改成1米多长的大弓，用粗绳弦代替细绳弦，而且还用檀木做的椎子击弦弹棉。这样既比以前用手指弹拨的小竹弓提高了效率，又使弹出的棉花均匀细致，不留杂质，提高了纱线的质量。在纺纱这道工序上，黄道婆所用的心力最多。她发现当时人们使用的旧式单繀（一个纺锭）手摇纺车，功效很低，要三四个人纺纱才能供上一架织布机的需要，对加快织布速度障碍很大。黄道婆就与木工师傅一起，经过反复的试验和不断的改进，终于研制出了一种三繀式（3个纺锭）的棉纺车，使纺织效率一下子提高了两三倍，操作也比原先方便省力。黄道婆创造性地发明了三繀脚踏纺车，代替了沿袭了几千年的单繀手摇纺车，这是棉纺织史上的一次重大革新，是黄道婆对棉纺织业的卓越贡献。这种新式纺车很快被人们接受与运用，在江南一带推广普及后，生产的棉布在数量和质量上都大为改观。这种纺车成了当时世界上最先进的纺织工具。元初著名农学家王祯在《农书》中介绍了这种纺车，其中的《农器图谱》还对木棉纺车进行了详细的绘图说明。这是我国古代棉纺织技术处于世界领先地位的有力证明，同时也显示出黄道婆不但在中国，而且在国际棉纺织史上所具有的崇高地位。另外，黄道婆还充分利用和改进了传统的丝绸生产工具和技术，精益求精的提高了整丝和织布工艺质量，使当地人民能用纱线织出各种色彩的棉布，其绚丽灿烂的程度能与丝绸相媲美。王桢在《农书》中记载当时已用拨车、线架等纺织工具来分络各色棉纱，还记载了织布机与丝绸机的相同之处。这是黄道婆与劳动人民一起，把丝织生产经验运用于棉纺织业，改进了原先所使用的投梭织布机的又一革新创造。热心无私广传技 黄道婆的历史功绩，还在于她把从海南岛人民那里学来并掌握的织造技术，结合自己的实践经验，向乌泥泾人民介绍并推广了织造崖州被面和其他精美棉织品的方法。她总结了一套比较先进的“错纱配色，丝线絮花”的织布技艺，推广运用后，使当地的棉纺织业形成了全新的格局，当时乌泥泾地区以棉织业为生的增至千余家。经过黄道婆的热心传授，乌泥泾人民能织出宽幅的被、褥、带等多种棉纺织品，上面织有传统的折枝、团凤、棋局、字样等“桀然若写”的生动图案。“乌泥泾被”一时成为名闻全国的产品，附近地区都竞相仿效，“尽传其法”，产品不胫而走，蜚声各地。 黄道婆根据自己几十年丰富的纺织经验，和广大劳动人民一起，对当地落后的棉纺工具做了大量改革，创造了一整套的“擀、弹、纺、织”工具。 由于黄道婆对棉纺织技术做出了这样巨大的贡献，当地劳动人民都深情地热爱她，怀念她。她死后大家把她公葬了，并且还在镇上替她修建了祠堂，叫先棉祠，以后其他地方也都先后为她兴建祠堂，表达了人民对这位纺织工人的先驱者的感激和怀念。 黄道婆去世后不久，松江一带就成为全国的棉纺织业中心，历数百年之久而不衰。明朝正德年间（公元年），当地的棉纺织业达到高峰，织出的棉布一天就有上万匹。松江棉布远销各地，还出口到欧美，深得各个国家人们的赞赏，赢得了极高的声誉。从此，内地的衣着用品逐渐以棉布代替了丝麻，棉织业迅速在全国发展起来。“衣被天下”的松江布是广大劳动人民智慧和汗水的结晶，更蕴含着黄道婆这位棉纺织革新家的心血和精力。正是由于黄道婆的不懈努力和非凡创造，拓展了我国棉纺织业的广阔天地，谱写了纺织科学的崭新篇章，其遗风所及，至今犹存，泽福后人，永垂青史。 棉纺织技术革新家黄道婆的伟大实践和贡献，人民是永志不忘，一首上海地区世代流传的民谣表达了人民群众对这位杰出妇女的赞颂和铭记： 黄婆婆，黄婆婆，教我纱，教我布，二只筒子，两匹布。,,,, 疏导岷江水——李冰 治理沫水 李冰是我国古代最著名的水利专家。他是战国时期的秦国人，有关他的生卒年月、家世故里、生平事迹等详情，由于史料的缺乏，如今已大都无从知晓。现在能见到的，只在《华阳国志·蜀志》与《水经注·江水》中略有记载。根据记载可知李冰在秦昭王时（公元前256年-251年）被任命为蜀郡守。据说他“能知天文地理”，极有学识与才能。他到任以后所做的实事都与治水有关，如主持了沫水航道的治理等。 中国古代的战国时期，各诸侯国为富国强兵都大力发展经济，而兴修水利就是一项很重要的举措。许多国家在当时都搞了一些很有名的工程，也涌现出了一批著名的水利专家，而其中最负盛名的就是李冰。 李冰上任后即治理了沫水（今青衣江），这是岷江的一条支流，发源于蒙山，因为江中有一个大礁离碓（亦名离堆、涵崖等），加之江水流速漂疾，严重地影响了舟船的航行。李冰主持将离碓凿除后，使得航道畅通无阻，极大地方便了沫水上的航行。 兴建都江堰 设计、建造都江堰水利工程是李冰对子孙后代的伟大科学贡献。与沫水治理相比，都江堰工程显然要复杂得多而其地位与价值也高得多。都江堰历史上曾先后被称为浙棚、浙堰、金堤、都安大堰等，唐代称“楗尾堰”，到宋代才有了“都江堰”的名称。 都江堰是岷江中游的一项大工程。岷江从岷山发源，一路急流而下，到灌县地域又进人了平川地界。这里地形复杂，加之泥沙淤积，使得航行十分困难，而且江水在洪水季节常常泛滥。令人感到奇怪的是，西边遭受洪水肆虐的时候，东边却因缺水而受旱灾之苦。李冰到任以后，听到了大量的民众呼声，亲临实地考察后不久就开始实施这项规模浩大的工程。近现代的人们所见到的都江堰工程，从上游数起，主要有百丈堤、都江鱼嘴、内外金刚堤、飞沙堰、人字堤、宝瓶口，其中最重要的是都江鱼嘴、飞沙堰与宝瓶口。现在可以肯定这3项主要工程都是李冰所主持修筑的。 都江鱼嘴，又名分水鱼嘴，是人工筑起的一条纵向的大堰，因为头部像鱼头，所以称为“鱼嘴”。又因为它的作用在于把上游流下来的江水分为内、外两股（堤左西面的为外江，是岷江的主流；堤右东面的为内江，是灌溉东面田地的总渠），所以称为“分水鱼嘴”。在修筑这条分水堤堰的时候，开始采用向江心抛掷石块的办法，但由于江流过急而始终没有成功。后改用竹子编成的长10米、宽0.6米的特大竹笼装满大块的卵石沉人江底，才终于筑成了这条大堤堰。这条分水堤堰，也就是《华阳国志·蜀志》与《水经注·江水》所记载的“壅江作堋”的“堋”。这个分水鱼嘴和灵渠上的铧嘴、沱江官渠的平水梁很相似，它们之间究竟是否存在承继或学习启迪的关系，是许多专业学者们仍在继续深入研究的。分水鱼嘴筑成以后，使得岷江水得以分流，既可以使干流外江的水量不致太大，从而大大降低了洪水季节泛滥成灾的概率，同时又使东面内江能灌溉灌县的田地，免除了灌县旱灾的产生。鱼嘴的分水量有一定的比例，大致是外江占4成，内江占6成，为了避免洪水季节内江也产生涝灾，又修筑了飞沙堰。 飞沙堰的修筑方法与鱼嘴分水堰相同，也是用特大竹箱装满卵石而堆筑成功的。这条堰的难点与关键，在于它的高度必须正好适宜，才能使内江的水位在达到一定高度后，江水会漫过堤堰而流人外江。在内江水位过高、水量特大、水速过急时，更会把堤堰冲垮，内江的水直泄外江，更可以确保内江整个灌区的安全。这条堤堰所以取名为飞沙堰，还因为它与宝瓶口配合，能产生排沙作用。 分水鱼嘴与飞沙堰所采用的竹笼填石法，是一个既简便又高效的创新，可就地取材，施工方便，费用低廉，实用高效。在建筑学上，人们对此有十六字的高度评价——重而不陷、击而不反、硬而不刚、散而不乱。如此高明的创造，是否为李冰首创，目前还未能肯定，但就目前所知在李冰之前还从没发现，所以很可能是李冰发明并在如此大型的工程中予以使用的，但也很可能是他吸取了民间的或前人的经验而加以发展的。 宝瓶口工程，实际是整个都江堰工程的第一步，李冰最先就是把阻碍江水东流的玉垒山劈开。这项工程开始也不怎么顺利，工程进度很慢。后来，李冰在富有经验的民工们的建议下，采用了火烧山岩、让岩山爆裂的方法，使得工程进度加快，最终把工垒山劈开了20米左右宽的大口。因为它的形状像瓶口，就命名为宝瓶口。把分水鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口联合起来，就使得岷江在这里成功地实现了分流，也就实现了既消除西面水患、又消除东面旱灾的缺陷，一举两得，功德无量。 石人镇江 为了控制内江的水量，李冰还刻了3个石人，设置在“玉女房下白沙邮”（在都江堰工程区域中）。如果水位浅到石人的脚部，用于灌溉的水量就有可能不足，也就预示着会发生旱灾；如果水位升到石人的肩部，就表示水量已经过多，也就预示着会发生洪灾。这个以足、肩作为水量不足与过多的标志，是在长期经验积累的基础上建立起来的，史籍记载为“竭不至足，盛不没肩”。 1974年、1975年，在外江的金刚堤、安澜索桥一带出土了东汉时期刻凿的二尊李冰石像。一尊题字为“故蜀郡李府君讳冰”、“建宁元年闰月戊申朔二十五日都水掾尹龙长陈壹造三神石人珍（镇）水万世焉”；一尊题字已模糊而不可辨。这很可能是仿照李冰所立石人而制，既可纪念李冰，又可以作水位衡量的标志。出土的李冰像高达2.9米，折合古尺在一丈有余， 这个高度很可能是兼有水位标示作用的。 “深淘滩，低作堰”相传李冰还制作过石犀，埋在内江中，作为每年治理时淘挖泥沙的深度标准。当时李冰所定的岁修原则是“深淘滩，低作堰”，也就是说每年淘挖江底淤积的泥沙要深，可以使江水水量有适当的保证；飞沙堰的堤堰不能筑得较高，以免影响内江江水的外溢与泄洪，可以保证内江不发生洪灾。李冰所制定的这六字要诀，后人极为重视。在内江东岸修筑的纪念李冰父子的二王庙石壁上，就赫然刻着六字要诀与解释这六字要诀的治水三字经。 在《华阳国志·蜀志》与《水经注·江水》等文献典籍中，还记载着李冰父子治理过管江、汶井江、洛水、绵水，以及建索桥、穿盐井等事迹。这些传说中难免有附会依托的成分，很难全部相信。但这些传说的产生，也正是因为李冰父子修筑都江堰而享有了极高的声誉，后人才会把蜀地的诸多水利工程与善事都归到李冰父子的名下，这也反映出了李冰父子在历史上的地位与盛名。 以今天的科学水平来回顾2000多年前的都江堰工程，仍然可以看到这个工程从规划、施工到最终的效果都是十分科学和正确的。因此，这项工程能够成功地控制内、外江水量，解决西涝东旱的弊病，把原来的灾害地区变成“天府”粮仓。如果以现代的科技水平来从事这项工程，可能在施工手段、设备材料、工程进度上有所提高，而就最终的效果来说，则差距并不很大。因此，我们不得不由衷地对2000多年前这项杰出的工程与工程的主持人李冰表示钦佩。官农——王祯 在中国这样一个农业国，为官一方，搞好农业是根本。但不懂“农作之事”，“安能劝人”。王祯作为一介小小县尹，以其对农业的精通钻研和对老百姓的关爱，赢得了当地人民的称赞。他的诸多农业著作也得以流传后世。 王祯的科学成就，主要体现在他的《王祯农书》一书中。 中国先秦的农书，只在《吕氏春秋》中保存了一些片断；汉代的《范胜之书》只残存了3700字，已经无法见到它的全貌。后魏的《齐民要术》虽然具有农业全书的性质，但在整体性和系统性上不如《王祯农书》，它在总论方面，只有“耕田”和“收种”两篇，在粪田和灌溉等方面都没有专篇论述。至于“农器图谱”就更是缺了。早于《王祯农书》40年成书的《农桑辑要》是元初宫撰的农书，主要摘录元代以前农书的资料编辑而成，新的创造较少，并且主要是适应北方需要的农书。 《王祯农书》是王祯呕心沥血的代表作。全书约有13万多字，图版300多幅，共分36卷（另有22卷本，文字全同），内容丰富，条理分明，是古代中国一部对农业生产作出完整系统论述的著作。《农书》全文分为《农桑通诀》、《百谷谱》、《农器图谱》三大部分。《农桑通诀》 《农桑通诀》是王祯对农业科学（包括农、林、牧、副、渔及水利）综合性的总结。它开头以“农事起本”、“牛耕起本”、“蚕事起本”为题，叙述了农事和蚕桑的起源，将王祯所处时代的农业同历史的农业联系了起来，把元代的农业作为历史农业的一部分，使它成为承前启后、继往开来的纽带。接下来以“顺天之时、因地之宜、存乎其人”这一“三才”理论为指导思想，全面而系统地论述了狭义农业的各个方面。 首先，它以“授时”和“地利”两篇探讨了农业生产客观环境的复杂性和规律性，强调了农业生产中“时宜”和“地宜”的重要性。在尊重天时、地利等自然规律的条件下，全面系统地阐述了人事的各个方面，其中包括垦耕、耙劳、播种、锄治、粪壤、灌溉、收获等专篇，概述了农业种植中的各项问题。由于王祯对天时与地利格外重视，所编绘的“援时指掌活法之图”与“天下农种总要图”既颇具创造性，又富有实用性，使农夫们便于运用（可惜其中的“天下农种总要图”已经失传，这是一个很大的损失）。难能可贵的是王祯并不为已总结出来的农业科学技术知识所框死，比如他认为农作物的生长地域并不是死板而一成不变的，只要有适宜的条件，即使是南方的作物也可以引种到北方。这样富于创造性的见解，在古代是极为罕见的。 “农桑通诀”还分列了“种植”、“畜养”、“蚕级”等专篇，阐述林、牧、副、渔等广义农业各个方面的内容。它还以“孝弟力田”、“劝助”、“蓄积”等篇，宣扬了封建官府的重农思想和劝农措施。读完“农桑通诀”之后，使人们对广义农业的内容和范围，以及农业生产中客观规律性和主观能动性的各个方面，都能有个清晰明了的认识。这是《王祯农书》的一大特色。 《百谷谱》 《王祯农书》中的“百谷谱”中阐述的是各种农作物的品种、特性、栽培、种植、收获、贮藏、利用等技术知识，所介绍的农作物共有80多种，王祯将它们分为谷、蔬、果、杂类等6个大类，这已经具备了对农作物实行分类学的初步萌芽。这一部分同其他古农书比较，多了植物性状的描述，这也是《王祯农书》的一项创举。如谷属中的粱，就有“其禾，茎叶似粟，其粒比粟差大，其穗带毛芒”的描述；谷属中的蜀黍，有“茎高丈余，穗大如帚，其粒黑如漆、如蛤眼”的描述；瓜属中的冬瓜，有“其实生苗蔓下，大者如斗而更长，皮厚而有毛，初生正青绿，经霜则白如涂粉，其中肉及子亦白”的描述，瓜属中的芋，有“叶如荷，长而不圆，茎微紫，乾之亦中空，根白，亦有紫者，其大如升，食之味甘，旁生子甚多，拔之则连茹而起”的描述；成属中的芡，有“叶如荷，皱而有刺，花开向日，花下结实”的描述；蔬属中的巍，有“叶似韭而阔，本丰而白深”的描述；蔬属中的韭，有“丛生、丰本、叶青、细而长、近根处白”的描述。 《农器图谱》 《农器图谱》是《农书》全书的重点，也是最能展现王祯科技思想精华之所在。在《王祯农书》以前，论述农具的书有唐代陆龟蒙的《来耙经》，其中所介绍的农具以江东犁为主，兼及耙、砺泽等几种水田耕作农具，没有图。南宋曾之谨的《农器谱》（该书已经失传）所收的农具，不仅数量不及王祯的“农器图谱”多，而且也没有图。在《王祯农书》以后的重要农书，如《农政全书》、《授时通考》等，虽然也有“农器图谱”，但是它们多抄自《王祯农书》，没有增加多少新内容。由此可见。《王祯农书》中的“农器图谱”是王祯在古农书中的一大创造。 《农器图谱》具体分为田制、杷扒、蓑笠、杵臼、仓廪、鼎釜、舟车、灌溉、利用、蚕桑、织纤、扩絮、麻芒等20门，总共介绍了257种农业机械工具，共绘有图谱306幅，每幅图都有文字说明。 关于土地翻治农具，《农器图谱》介绍了犁、犁刀、耙耢等，其中的犁刀别具特色。犁刀是一种很像镰刀而背比较厚的农具，能够与犁配合起来使用，耕地时犁刀先把草根割断，犁再把土翻起，这样可以使耕作时更为省力、快捷。 《农器图谱》重点介绍的播种农具是接耧车。耧车在汉代就发明了，到了元代又有了两项重要的创新：一是增加了一个肥料箱，使得播种与施肥能同时进行；二是增加了砘车装置，使得播种后能马上掩土，可大大提高种子的发芽率。 对于农业灌溉器械，王祯一方面把传统的龙骨水车创新为用水力来推动，大大节省了人力与畜力，是古代少有的“自动化”机械。王祯还创制了一种名为“高转筒车”的灌溉机械，能够把水提高到33米高的地面进行灌溉。两部筒车相接，就可以把水提高66米。这在古代是一个很了不起的创造，而且它的结构又那么简单，对许多地高水低地区的作用尤为显著这个简车的动力，既可以是人力或畜力，在具备较高流速与较大水量的地区也可以是水力。收获农具有粟鉴、辕、衫等。特别是收割养麦用的推镰，能达到整齐、干净、得穗率高的效果，而且还大大方便了后来的捆扎工序。王祯把麦钛、麦绰、麦笼等配合起来做成的快速收麦器，是效率极高的收割农具，相传一人一天能收割麦田十多亩，这在古代确实已经是很了不起的效率了。 在农产品的加工机械方面，王祯最著名的创新发明是“水轮三事”。他在传统的普通水力磨上对这个机械装置加以改进后，使它具备了能够同时进行磨面、答稻与碾米3种功能。与“水轮三事”异曲同工的，是他所发明的“水转连磨”。这是在江西地区茶磨的基础上加以更新而制成的，用一个立式的大水轮，再通过一系列的齿轮传动装置，能同时使9个磨盘旋转工作，轮下男装有水难，可用于春米。据说用这个装置一天装上水筒，还能用来进行田地灌溉。这两个创新充分显示了王祯对机械设计的掌握已达到了相当的水平，同时对水功能的认识又是如此全面与深刻。他在“利用门”一节中介绍的水力农机达14种之多，还不包括水力灌溉机械。看了这些水力农机，对他所创造的“水轮三事”与“水转连磨”就不会感到突兀了。 从整个《农器图谱》的机械与图谱中，可以明显看到王祯既是卓越的农学家，更是杰出的机械制造家。他对于绳轮、齿轮、曲柄、连杆等传动装置的运用已驾驭自如，得心应手。在许多机械部件与整体机械原理上，也同样显示出他确实有着深人的研究与极高的造诣。《农器图谱》中多达三百幅的插图，也是以前的农书中所绝无仅有的。正是靠着这些图谱，我国古代的许多农业机械器具才得以保存下来。一幅图所给予人们的形象、构造，往往是几百甚至几千个字也替代不了的。王祯以后的许多农书，如《农政全书》、《授时通考》以及《古今图书集成》中的农器图谱，大都是移用王祯《农书》的。可以说，王祯的《农书》显然是古代中国农器图谱的公认“鼻祖”，而这也正是王祯机械制造大家的标志与象征之一。实践者——李时珍读万卷书，行万里路，是中国有作为的学者传统的做学问的方法。李时珍就是一个这样的实践者。 出生于世代行医的家庭，李时珍自幼喜爱医学。年轻时，在父亲的坚持下，他数次参加科举考试，但屡试不中。22岁的一次乡试失败后，他便决意放弃功名仕途，继承祖辈的事业，终于成为著名的医生。在行医的同时，他致力于传统的医学理论与医药科学——本草学的学习、研究与实践。经过近30年的辛勤耕耘，完成了一部在中国科学史上，乃至在世界科学史上都具有重要地位、规模空前、极富科学价值的医药学与博物学巨著《本草纲目》。负责的医生和诚实的学者 李时珍是一个医术高明的医生，曾治愈过不少疑难杂症。他在诊断与用药方面常常有独到的见解与处方。为了治疗疾病，他不断地研究各种药物。在医疗实践与药物研究中，他发现中国传统的药物学著作虽然内容广博、知识浩翰，是一座蕴藏丰富的宝藏，但也存在着诸多的缺陷与失误： 一是药物的分类，基本沿用一两千年前的著作《神农本草经》的三品说，陶弘景以后虽然兼依药物的自然形态分类，但仍很粗疏，不能完整系统地概括众多药物的类属，科学性、系统性受到影响。二是一些本草学的研究者对于药物的名称、种类、性质、功用等的描述，缺少亲身的经历与考察，往往是转述前人的著作，以讹传讹，造成许多混乱。例如硝是本草中常用到的药物之一，有硝石与朴硝两类。前者主要成分是硝酸钾，后者主要成分是硫酸钠。它们的提纯物，依各自纯度的不同，会有细芒状与长条结晶状的不同形态，因此分别有芒硝与马牙硝的名称。而硝石易燃，是火药的主要成分，因此又称火硝；朴硝易溶于水，又称水硝。然而在历代本草书中，有的只笼统地提硝石一名；有的则杂出硝石、朴硝、芒硝、马牙硝、水硝、火硝等名称。或者举而不全，或者异名重出，水火互注，混乱而矛盾，令读者莫衷一是。其他还有李时珍的儿子李建元后来在《进本草纲目疏》一书中所列举的一些例子等等。对于药物的记载、描述、认定存在种种错误，从而严重地影响了药物的医疗效果与整个医疗水平的提高。 三是有关新药物或者药物新性状、功用的发现没有记载，如中医特效伤药三七是产于云南的一种药物，明代始在云贵及广西地方的军队中普遍使用，但历代本草书中都没有记载。作为一个医生，李时珍认为不能凭借这样混乱的药物书籍来作处方。作为一名药物学研究者，他感到有必要、有责任来纠正这些错误的记载。他要做一个负责任的医生，做一个实事求是、严肃认真的本草学的研究者。于是，他开始了毕生的药物研究生涯。 追求真知的旅程 中国传统的药物学称为本草学，本草的本义指植物。然而中医的药物除了植物以外，还包括动物以及广泛存在于自然界中的各种有机物与无机物。因此，李时珍研究的对象存在于广阔的天地之间，这就需要极强的科学性与实践性。李时珍在他的巨著《本草纲目》中所体现出来的精神，正是一种追求真知、实事求是、实地考察的科学精神。以他自己的话来说，他具体的研究方法是“通考据”与“询野人”。 “通考据”，即认真研究、继承前人的著作与经验，详尽地占有文献资料，以科学的方法进行整理考证，纠正旧说的错误，求得正确的认识。 “询野人”，即走出书斋，走出研究室，到社会中去，到大自然中去，进行实地实物的考察，进行社会调查和科学试验。 数十年间，李时珍研读了近千家的著作，“上自坟典，下至传奇，凡有相关，靡不采收”。这在《本草纲目》的论述中得到了充分的反映。每辨证一物一名，李时珍常常要引用三五种以至十多种文献，反复地进行校勘、考据、诠释、引证等，以作出确证。 李时珍的科学考察，从地域方面说，除了自己家乡外，足迹遍及河北、河南、山东、山西、安徽、福建、浙江、江苏、湖南、广东和广西等省，还深入穷山僻壤，荒山野岭，到过许多少数民族地区。 为了考证一种被描绘得很神奇的仙果，李时珍多次专程爬上武当山，采集标本，亲自咀嚼品尝，最终确定这不过是普通梅子的一种。在山里，他还亲手解剖了一只穿山甲，从胃中翻出一升多蚂蚁，从而证明了穿山甲吞食蚂蚁的特性。考察中，李时珍兴趣广泛。在西南地区，他见到一种少数民族使用的“不灰木”火把，经过仔细研究它的结构材料，发现它实际上是由草叶束成，中间夹裹松脂一类耐燃物，一夜只燃一二寸，十分耐用。 在对药物进行考察和试验时，李时珍往往不顾个人的安危。曼陀罗花是一种有毒的植物，前人本草书上说，此花能麻醉人，使人发笑，华陀的麻沸散可能就是以此花籽为主要原料制成的。李时珍真的用曼陀罗花籽泡了酒，亲自喝下去，验证了这种说法。 实地考察使李时珍获益匪浅：一是结识了许多为他提供实践知识的朋友，如樵夫、渔夫、猎人、士兵、医生等；二是实地辨识了药物，纠正了前人多年没有认识到的疑误；三是发现了一批新的药物，如三七等。这些考察研究为李时珍的科学巨著打下了坚实的基础。与迷信的战斗 上古时代，医术是巫术的附庸。后代医术逐渐独立，并且将巫术驱逐了出去，但巫术的幽灵与影响却始终缠夹在医术身上。著名的医学专家孙思邈本身就是道士，炼丹家葛洪也擅长医药。因此，历代本草著作中夹杂着很多的迷信谬说。明代的皇帝中相信方士的很多，大多沉浸在炼丹服药、求仙访道的妖妄气氛中，既伤身体，又误国事。作为一个实事求是的医药学家，李时珍在他的医学实践和科学著作中，与这些迷信谬说进行了坚决的斗争。有一种菌桂，是桂树的一种。其中生于岩石间的中岩桂，依花色的红白黄分别叫做丹桂、银桂、金桂，有的春季开花，有的四季开花。花可以泡茶、浸酒、盐渍食用。皮薄不能入药。李时珍经过认真仔细的考察研究，将各种桂树的外形、性状、习性都分析得清清楚楚。葛洪的《抱朴子》却说将菌桂与竹沥混合龟脑吞食，坚持7年，就能在水面上行走，长生不死；还煞有介事地说：“赵佗子服桂二十年，足下生毛，日行五百里。”这显然是信口乱说。唐慎微的《证类本草》竟一本正经地介绍了这种方士的胡言。 李时珍在科学地分析了菌桂的性状后，严厉地批驳了葛洪的谬说；对作为药物学家的唐慎微转述方士的迷信之说尤其愤怒。他在《本草纲目》中写道：“方士谬说，类多如此，唐氏收入本草，恐误后人，故详记之。”又大声疾呼：“方士固不足道，本草其可妄言哉!”铮铮之言，体现了李时珍严肃认真、一丝不苟的科学精神。 《本草纲目》——中国古代的百科全书 《本草纲目》是李时珍科学精神与科学实践的结晶，是他倾注毕生心血的成果。全书共52卷，190多万字，收药1890余种，绘图1109幅，附药方1．1万余个，规模空前，是中国医药史上的一座丰碑。 书中对传统的药物分类法作了革命性的变化，彻底放弃了传统的、不甚科学的依药性分类的三品法，而改依药物的自然形态分类法，即既按物质进化的阶梯，从无机界（水、火、金、石等）到有机界（植物、动物），又按从植物到动物、从低等动物到高等动物、从动物到人的顺序进行排列，基本符合近代科学进化论的观点与三界进化的原则，获得世界科学界的推崇与赞扬。 《本草纲目》将中国药物学从先秦到明代的发展进行了一次全面系统的总结，纠正了前人的众多失误，丰富了其内容与经验，奠定了近古医药学发展的基础。《本草纲目》对于医学理论与医学实践的贡献也是很大的。例如，书中主张“脑为无神之府”，在中国历史上第一次指出脑是思维的器官；改“命门即肾说”为“命门位于两肾之间说”，奠定了中医的新命门学说；首次记录了以“涿付”（猪膀胱）插翎管治疗尿储留的古代导尿术；提出了用冰外敷以降低高烧病人体温的方法，用蒸气消毒病人的衣物来预防瘟疫，注意食品添加剂的安全卫生等医药卫生主张，在中国医学史上都具有首创的意义。 《本草纲目》还是中国古代一部杰出的博物学巨著，一部大型百科全书，是我国古人关于医学、植物学、动物学、矿物学、物理学、化学气象学、解剖学、生理学等知识的一座宝库。 《本草纲目》在李时珍去世后一年才得以出版发行，从此成为学习和研究中国医学的人必读的一部中医药学经典。出版不久，它就陆续传入朝鲜、日本，以后又传入法、英、德、俄等国，成为世界人民的共同财富。 李时珍生前以顽强的、不知疲倦的科学精神，为祖国的医药学事业奋斗了一生。他辉煌的科学巨著，为自己，也为祖国的医学事业铸就了一座丰碑。旅行家——徐霞客一个奇人，一本奇书，我国明代著名旅行家和地理学家徐霞客（）以他的双脚丈量人生，同时也书写了一个千古传奇。 《徐霞客游记》作为徐霞客一生的主要成就，以日记体裁详细地记录了他一生旅行生涯中的所见所闻，包括山川河流、气候植被、风俗人情等，既富有文学色彩，又具有重要科学价值，由他的好友季梦良整理而成。书中对我国石灰岩地区岩溶地貌的记述，详尽系统，是世界上较早的一本关于岩溶地貌的论著。 饱尝河山美 收尽天下奇 初春的江南，虽然大地回春，万物萌生，微风吹来，却不免还带有一丝寒意。这季节交替之时，正是出外旅行的大好季节。生活在江南水乡的徐霞客衣冠整齐，身背行装，踏上了外出旅游的征程。这时的徐霞客血气方刚，年仅22岁。 徐霞客生活在缙绅富贵之家，自幼受到良好的家庭教育，从小就特别喜爱看历史、地理和游记一类的书籍。书中的一切深深打动了徐霞客幼小的心灵。他暗暗地下定决心，将来要干一番自己所喜爱的事业。然而事不由人，徐霞客毕竟出身于当时中国封建官僚家庭，祖上几代为官，到了他的父辈虽然“不喜冠带交”，隐迹田园。但是，当时皓首穷经，走达官仕途之路，仍然是一股不可抗拒的社会风尚和历史潮流。徐霞客无力也不可能完全摆脱时代的羁绊，然而仕途的大门并没有向徐霞客打开。当他应举失败之后，就下定决心挣脱科举的枷锁，重新埋头于他真正感兴趣的书籍之中，并奔向自己向往已久的世界——外出旅游，去探索大自然的奥秘。 万历三十五年（公元1607年）是徐霞客迈向旅游生涯的开端。这一年，他肩负背囊，手持油伞，告别了家人，徒步南行，被誉为“江南明珠”的太湖成了他第一个出游的地方。碧波万顷的湖面，银光粼粼。远处的山峦，郁郁葱葱，真可谓山清水秀，初出茅庐的徐霞客大饱眼福。他一鼓作气，游览了斜插在太湖中的西山和东山，然后满载着内心的喜悦回到了自己的家乡。 至此以后，徐霞客差不多每年都要外出旅游考察，历时30余年。他北历燕冀，南涉闽粤，西北直攀太华之巅，西南远达云贵边陲，足迹遍及当时14个省，即现在的江苏、浙江。山东、山西、陕西、河南、河北、安徽、江西、福建、广东、广西、湖南、湖北、贵州、云南16个省和北京、天津、上海等地。徐霞客在外出旅游考察过程中，得到了他母亲的大力支持。母亲激励他说：“志在四方，男子事也。”徐霞客的母亲甚至不顾70岁高龄，还满怀豪情伴同徐霞客游览了荆溪、勾曲（今江苏宜兴一带）。每次当徐霞客旅游考察归来，向母亲和家人谈起所见所闻、各地风土人情以及灵怪惊险之举时，母亲总是发出朗朗笑声，从心底里感到满足和高兴。 怀着自己的宏伟志向，加上家庭的大力支持，徐霞客不畏寒暑，游历了泰山、天台山、雁荡山、黄山、武夷山、嵩山、华山、五台山、落迦山、太和山、恒山、罗浮山、盘山，又邀游了大渡河、金沙江、澜沧江、星宿海（现青海省境内）等，中华大地名山大川尽收眼底，真可谓“饱尝河山美，收尽天下奇”。徐霞客在应举成风的时代，不入世俗，以考察大自然为己任，可算得上我国亘古第一人也。 不避风雨 不惮虎狼 崇帧九年（1636年）是徐霞客外出旅游考察具有转折性的一年。当时，徐霞客已51岁。在此之前，他虽然多次外出旅游考察，但大多短期而归，因为他时刻眷恋着自己的母亲。这一年，当他母亲去世以后，徐霞客少了一种难以割舍的牵挂，可以无忧无虑地外出远游了。于是他从家乡出发，途经江苏、浙江、江西、湖南、广西、贵州到了此次旅游和考察最远的地方——云南，历时5个春秋。这次外出考察，也是徐霞客一生中最后一次和为期最长的一次。 他长年累月，不分寒暑，攀山越岭，奔波在荒山野林之中，不仅接受着大自然的严酷考验而且还时时受到种种人为因素的挑战。在这次考察旅行途中，徐霞客曾经三次遇盗，四次绝粮，到了“身无寸丝”、饥肠辘辘的境地。但是，这些困难都没能动摇徐霞客的意志和信念。他仍以坚忍不拔的精神完成了考察祖国大西南的宿愿。在极度困难的情况下，一些好心人曾善意地规劝徐霞客不要再冒着风险继续进行考察了，还是尽早回去为好。如果他回故乡的话，他们可以为其备好行装。徐霞客则以事业为重，毫不动摇地说：“我如果遇到困难就结束考察返回故乡，以后若想重新出来进行考察，妻子和儿女必定不会同意。我继续考察的意志不能改变。” 他甚至作好了牺牲一切的打算，豪言壮语道：“我已背着挖土的工具，什么地方不能埋我的骨头？”为了克服考察途中所遇到的困难，他不耻向乡里人借贷，或用别人惠赠给他的物品向村妇换得数筒粮食，或变卖几个零钱作为自己继续考察的经费。为了探寻自然界的奥秘，徐霞客猎奇而从，见险而行，登山必登最高之巅，下洞必到最深之地。他不信邪，不信鬼，无论是“神龙精怪”，还是巨蟒猛兽，都无所畏惧。 一次他在湖南茶陵欲考察麻叶洞时，消息传出，轰动了周围的乡亲，短时间里砍柴的拿着镰刀，种田的拿着锄耙，烧饭的停下烟火，织布的停住机梭，甚至连十几岁牧童也十分好奇地赶来，密密麻麻地把洞口包围起来。当徐霞客准备下洞时，围观的人群一下子沸腾起来了，有人说：“洞中有神龙。”有人说：“洞中有精怪，不会法术的人是不能降服这些东西的。”众人你一言，我一语，探头下望，没有一个人不为徐霞客担心。然而徐霞客却毫不畏惧。他从容地脱下衣服，拿着火把下洞进行探察。在洞中，他不仅没有遇到人们传说的各种神龙精怪，反而亲身感受了“石幻异形，肤理顿换，片窍俱灵”的另一番大千世界。 当徐霞客考察完毕回到洞口时，充满着疑虑、焦急地守候在洞口的近百人一下子将他围了起来，他们的疑惑和担心烟消云散，无不对徐霞客的惊人之举投以敬佩的目光。我国宋代文学家王安石曾经说过：“世之奇伟瑰怪非常之观，常在于险远，而人之所罕至焉，故非有志者不能至也。”徐霞客所具备的“途穷不忧，行误不悔，瞑则寝树石之间，饥则啖草木之实，不避风雨，不惮虎狼”的大无畏精神，正是他取得成功的根本所在，并且也为在科学上作出诸多贡献所必备的最为可贵的品格。 “药王”——孙思邈 做事难，做人更难；为医难，为名医更难。要为名医，医术和医德必须兼备。中国隋唐时期的著名医药学家孙思邈（581－682），以他高尚的医德和杰出的医术，为后世百姓传颂。巍巍堂堂 百代之师 孙思邈出生在京兆华原（今陕西耀县）一个生活丰裕的家庭。但是，童年的孙思邈体弱多病，家里为了给他治病，四方求请名医，为筹汤药之款而倾家荡产，陷入贫困。少年时期的孙思邈经常见到穷苦的老百姓生了病没有钱医治，只有悲惨地死去，加上自己的切身体会，于是从小就下定决心，要成为一个医生，为天下的穷人看病救命。二十来岁时，孙思邈便开始为乡邻治病，以后医术日益高明。他本人所患的疾病，也由自己治愈。这是他从10岁开始花了整整十年的时间刻苦攻读医书、钻研医学的结果。 与此同时，他博览群书，精通儒、道、佛和诸子百家的学术思想，在当时学术界享有很高的声望，被誉为“圣童”。隋唐两代皇帝都曾召他为官，他因辞不受，隐居山中一边行医，一边撰写医药学著作。 孙思邈不但精于内科，而且擅长外科、妇产科、儿科、五官科以及按摩、卫生保健、饮食治疗法、老年病学等，同时具有相当高明的针灸技术和渊博的药物学知识。所著《千金要方》和《千金翼方》两部医药学著作，是中国医药学史上的重要典籍，对唐朝以后医药学的发展和日本、朝鲜等国医药学的发展，都有着极其重大的影响。 孙思邈同时又是一个出色的炼丹化学家，他所编著的《丹经内伏硫黄法》一文，记载了我国早期的火药配方。30岁时，孙思邈曾长途跋涉，隐居太白山，研究炼丹术，并成功地炼成了太一神精丹。这种丹药，是用雄黄、雌黄、曾青、慈石，经升华而得的，其色“皎洁如雪”，其实这就是氧化砷。孙思邈用砷剂治疗疟疾，是一种很有效的方法。后来这种方法经阿拉伯西传，在欧洲曾有较大影响。 公元628年，孙思邈以101岁的高龄去世。由于他一生刻苦钻研医学，注重实践，受到人民的尊敬，被后世尊称为“药王”，将他隐居过的五台山称为药王山，还在山上建立了药王庙。而唐太宗曾亲撰“赐真人孙思邈颂”说：“凿开径路，名魁大医。羽翼三圣，调和四时。降龙伏虎，拯衰救危。巍巍堂堂，百代之师。” 人命至重 救死扶伤 孙思邈之所以能在医药学上取得卓越的成就，从根本上来说，是因为他志存高远，方向明确，把救死扶伤、治病救人看作是学医的最崇高目标。他在解释自己的两本医药学著作为什么要取名《千金要方》和《千金翼方》时，曾这样说：“人命至重，有贵千金，一方济之，德逾于此，故以为名也。”这就是说，人的生命是世界上最重要的东西，比千斤黄金还要珍贵得多。如能用一剂方药来拯救人的生命，所积的大德真要远远超出千金黄金的价值了。所以要用“千金”两个字来命名自己的医学著作。正是这种把人的生命价值放在医学的首位，把维护和保障人的生命和健康作为医学研究最终目标的思想，给了孙思邈从事医学研究源源不断的动力，造就了他堪为万世楷模的崇高医德。 为要真正达到救死扶伤、治病救人的目的，孙思邈从年轻时起就刻苦地钻研医术，不断地提高自己的医疗水平。他一方面从书本上学习，熟读了当时所能读到的所有医药学典籍；另一方面则从实践中学习，并善于从实践中总结经验，推陈出新。凡是有人在切脉、诊候、开方、采药等各个环节有一点点强于他的地方，他都要不远千里去请教学习。对于一些切实有效的民间秘方，他则不惜花重金去求取到手。通过理论结合实际的不断探索，孙思邈的医术水平越来越高，远近百姓来找他看病的也越来越多。 有一次，一个病人来看病，自述患有呕吐。孙思邈经过望、闻、问、切的全面诊断，确定他得的是脚气病，并根据诊断开了药方。可是病人怎么也不相信自己患的是脚气病，认为自己从没有脚肿的现象，而其他医生都说是食物中毒，怎么会是脚气病呢？他坚持不肯服孙思邈开的药方，结果不出10天就死去了。其实脚气病并不能单纯地以是否脚肿来判定，有一种冲心型脚气病，患者的脚并不肿，但小腹麻痹、呕吐不止，这叫做脚气人心。如不及时治疗，病人危在旦夕。这个病例，反映了孙思邈理论和实际相结合的高明诊治水平。孙思邈不仅善于总结前人以及当时医家的医学成果，而且能在这个基础上灵活应用、大胆创新，从而使他在医药学领域的许多方面都有新的建树，最终成为医学史上的一代大家。例如，他最早提出妇科应从内科中分离出来而单独设科，这个主张以后在宋代时终于得以实现；他对“消渴病”（即糖尿病）有着深刻的认识，指出消渴病人的尿是甜的，这在临床诊断上极有价值；他最早描述了下颌骨脱臼的手法复位，其步骤和要领一直沿用到现在；他用葱叶成功地为病人实行导尿手术，这在古代医学史上也是没有先例的，等等。孙思邈在中国医学史乃至世界医学史上创造了许许多多的“最早”和“第一”，用其一生的医药学成就，实现了自己“人命至重”、救死扶伤的崇高目标。 崇高医德 流芳百世 孙思邈不仅具有高超的医术，而且具有高尚的医德。他在《千金要方》中专门写了“大医习业”和“大医精诚”两篇文章，详细地论述了作为一个医生所必须具有的医疗态度和医学品德。他自己则以身作则，身体力行，在行医过程中时刻以这些道德规范来严格要求自己。在中国医学史上，孙思邈的医德美名有口皆碑，流芳百世。 首先，孙思邈认为，作为一个医生在行医的过程中应态度认真、一丝不苟。病家把身体和生命托付给医生，医生对此负有重大责任，怎么可以敷衍了事、马马虎虎呢？所以一个真正的“大医”，必须做到“省病诊疾，至意深心；详察形候，丝毫勿失；处判针药，无得参差”。从诊断治疗到处方开药，自始至终他都要做到兢兢业业，小心谨慎。孙思邈最恨那些“庸医”，既不认真察看，又不仔细分析，没问几句就草率定论,胡乱开方，对病家毫不负责，还自以为诊治迅速，以此为荣。结果往往药不对症，反而加重了病家的病情，有的甚至断送了病家的性命。孙思邈痛斥道，这简直是草菅人命，庸医杀人！ 其次，孙思邈认为，医生对于凡来求治的病家应该不分贵贱，一视同仁。病人无论是地位高的还是地位低的，是有钱的还是贫穷的，是年老的还是年幼的，是漂亮的还是难看的，是聪明的还是愚蠢的，是朋友还是冤家，是汉人还是少数民族，医生都必须一视同仁，把他们看成是自己的家人一样。看到病家的痛苦，就好像是自己的痛苦，哪怕自己再劳累，再饥渴，也要赶紧救治，不得耽搁；也不能瞻前顾后，患得患失，自虑吉凶，护惜身命。孙思邈认为，像这样的医生才可以称为“苍生大医”，否则的话，就是“含灵巨贼”。 再次，孙思邈还认为，作为一个“大医”应该具备不避脏臭、不贪财物的品德。例如对一些患有疮痍、痢疾的病人，尽管其“臭秽不可瞻视”，但医生决不可存一点嫌弃之心，应该不避脏臭，照样认真诊治。如到富贵人家治病，则不能贪看人家的倚罗，贪吃人家的酒菜，贪拿人家的财物，因为这种贪财的行为，“乃人神之所共耻，至人之所不为”。 除此之外，孙思邈在其著作中还要求医生谦虚谨慎、博览好学，不骄傲自满、沽名钓誉等等，全面论述了一个好医生所应有的道德品质。他自己也严格地按照这些要求去做，真正做到了言行一致。例如，他对于那些“人所恶见”的麻风病人也不嫌弃，曾亲手治疗麻风病600多例，“莫不一一亲自抚养”，同病人相互配合，使一些麻风病患者恢复了健康。总之，孙思邈的崇高医德是中国医学史上的伟大典范。他的许多思想和精神直到今天仍有着重要的现实意义。木工祖师——鲁班 在东周中期以前，土木工匠们一直从事着原始的、繁重的劳动。直到有一位伟大的发明家利用他的智慧创造出许多灵巧的工具，他们才从那些枯燥乏味的劳动中解脱出来，他就是鲁班。鲁班是我国古代优秀的土木建筑工匠之一，也是一个相传有许多创造的杰出发明家。二千多年以来，一直被土木工匠尊奉为“祖师”，受到人们的尊敬和纪念。 当你看到家里使用的墨斗、刨子、钻子，以及凿子、铲子等木工工具时，你或许会觉得这没有什么，但是在两千多年前的奴隶社会时期，这都是了不起的发明，也正是由于这些发明的出现，才使得木工工匠的劳动效率成倍提高，土木工艺出现了崭新的面貌。鲁班其人 鲁班，姓公输，名般，鲁国人，由于“般”和“班”同音，古时通用，因此人们常称他为鲁班。鲁班大约生于周敬王十三年（公元前507年），卒于周贞定王二十五年（公元前444年）以后。是我国奴隶制社会经济高度发展的时期，也是奴隶制向封建制转变的历史时期。当时，城邑建筑和水利工种都有了相当的规模，铁器已经逐步推广到各个社会生产领域，大大推进了社会生产的发展。社会生产的发展为奴隶制的瓦解和封建制的形成提供了物质基础。奴隶主贵族的统治日趋没落，奴隶起义和暴动此起彼伏。奴隶主控制的官府手工业被冲破了，很多手工业奴隶获得了解放，于是独立的个体手工业者出现了。据说鲁班就是这个时期得到解放的奴隶工匠，并且因此有了游走各地、到处做工的自由。 锯的发明 大家可能还熟记着小学课本中的那篇关于鲁班发明锯的文章吧。传说，有一年鲁班接受了一项很大的任务——建筑一座大宫殿。这需要很多木料，但是工程限期很紧。鲁班的徒弟们每天都上山砍伐木材，但是当时还没有锯子，只有用斧子砍，效率实在是太低了，而且徒弟们每天累得精疲力竭，可是木料还是远远不够，耽误了工程的进度。那个年代，完成不了奴隶主的任务是要受重罚的，鲁班心里非常着急，就亲自上山察看。上山的时候，他偶尔拉了一把长在山上的一种野草，一下子手就被划破了。鲁班很奇怪，小小的一根草为什么这样锋利？他把草折下来细心观察，发现草的两边都长有许多小细齿，他的手就是被这些小齿划破的。既然小草的齿可以划破我的手，那带有很多小齿的铁条应该可以锯断大树吧。于是，在他的想法加上金属工匠的帮助下，鲁班做出了世界上的第一把锯——一把带有许多小齿的铁条。他用这个简陋的锯去锯树，果然又快又省力，锯就这样发明了。不管这个故事是真是假，从这个故事都可以得到这样的一个启发：实践出真知，钻研出智慧。每个人的成功都是有着内部和外部的影响的。鲁班工艺的不断进步离不开自己的努力和家人的帮忙。鲁班出身于世代工匠的家庭，从小就跟随家人参加过许多土木建筑工程劳动,逐渐掌握了生产劳动的技能，积累了丰富的实践经验。 “班母”与“班妻” 你知道吗：弹墨线用的小钩又被称为“班母”，刨木料时顶住木头的卡口又叫做“班妻”，这是为什么呢？原来，鲁班的母亲和妻子也都从事生产劳动，并对鲁班有很大的帮助。据说“班母”的由来是这样的：鲁班做木工活，用墨斗放线的时候，原来是由他母亲拉住墨线头的。后来经过多次实验，母子俩在墨线头上拴了一个小钩，放线的时候，用小钩钩住木料的一端，就可以代替用手拉线，一个人操作就行了。从此，弹墨线不用再请母亲帮忙了。后世木工便把这个小钩取名为“班母”，以纪念这个创造。“班妻”的由来传说是因为鲁班刨木料起初是由他的妻子扶着木料，后来才改用卡口的缘故。 讲述一个小插曲，根据《玉屑》上的记述：鲁班成年累月在外给人盖房，雨淋日晒，十分辛苦。他的妻子云氏就动脑筋做了一把伞，让鲁班出门做工的时候带上，可以遮日避雨。直到今天，伞仍然是人们日常生活中不可缺少的用具。可见，鲁班家庭还是对鲁班有很大的影响的。 鲁班的其他发明 鲁班一生的发明创造很多。在《事物绀珠》、《物原》、《古史考》等不少古籍都有所记载。木工使用的不少工具器械都是他发明的。象木工使用的曲尺（也叫矩），是鲁班创造的，所以又名鲁班尺。又如墨斗、刨子、钻子，以及凿子、铲子等工具，传说也都是鲁班发明的。据《世本》上记载，石磨也是鲁班发明的。磨，最初叫石岂（wei），汉代才叫做磨，是把米、麦、豆等加工成面的机械。人类进入农业社会以来，去掉谷物壳皮、破碎豆麦就成为人们日常的烦琐劳作。早期采用的方法是用石头把谷物压碎或者碾碎，后来人们又把谷物放在石臼里面用杵来春捣。这虽然是古代粮食加工工具的一大进步，但是仍然比较费时费力。接着，人们又发现与捣碎相比，研碎效果又好又省力。传说鲁班在劳动人民智慧的启示下，用两块比较坚硬的圆石，各凿成密布的浅槽，合在一起，用人力或畜力使它转动，就把米面磨成粉了。这就是两千多年以来我国各地广泛使用的磨。磨的发明把杵臼的上下运动改变做旋转运动，使杵臼的间歇工作变成连续工作，大大减轻了劳动强度，提高了生产效率，是一个很大的进步。鲁班究竟怎样发明磨的真实情况已经无从查考，但是从考古发掘的情况来看，距今六千到六千五百年前后的仰韶文化时期，已经有石辗棒和石制研磨盘。龙山文化时期（距今四千年左右）已经有了杵臼。因此，到鲁班的时代发明磨，是有可能的。 鲁班不只是土木工匠的“祖师”，还是一个很高明的机械发明家。他制造的锁，外面不露痕迹，机关设在里面，必须借助配合好的钥匙才能打开。在《墨子．鲁问篇》还有这样的记载：“公输子削竹木以为鹊，成而飞之，三日不下。”就是说鲁班制作的木鸟能乘风力飞上高空，三天不降落。据传说，鲁班还改进过车辆的构造，制成了机动的木车马。这种木车马由木人驾御，装有机关，能够自动行走。后世有不少科技发明家，如三国时候的马钧、晋朝的区纯、北齐的灵昭、唐朝的马待封、清朝的黄履庄等，都受这个传说的影响，相继朝这个方向探索过。现在看来，说木鸟可以飞三天，木车木马可以自动跑得不见踪影，未免过于夸张，带有神话色彩。但是这也说明鲁班的技巧在当时确是相当杰出的。作为我们后人，在要实现前人的美好梦想时，也要考虑当时的科技水平和自身的实际能力，避免受一些虚无飘渺的传说所误导，耽误自己的大好前程。 据说，鲁班在兵器方面也有一定的造诣。据《墨子．公输篇》记述，鲁班曾经为楚国制造攻城用的“去梯”和水战用的“钩强”（又名“钩拒”），在战争中都发挥了比较大的作用。后来他受了墨子的影响，不再制作这类战争的工具，专门从事生产和生活上的创造发明，造福于人民。 出身于世代工匠家庭的鲁班在建筑和雕刻方面的贡献也很多。《述异记》上说，鲁班刻制过立体的石质九州地图。《列子．新论．知人篇》中关于鲁班雕刻凤凰的故事，更表现了他不怕讥讽、刻苦钻研的精神。故事说，鲁班想雕刻一只凤凰，还没有雕成，就受到别人的讥笑，但是他没有因此而停止工作，反而更加努力，终于刻出了神态逼真、栩栩如生的凤凰。那些曾经讥笑过他的人，终于不得不佩服鲁班的高超技艺和顽强努力的精神。 二千四百多年来，人们世世代代传颂着鲁班发明创造的故事。人们为了表达对他的热爱和敬仰，把古代劳动人民的集体创造和发明也都集中到鲁班的身上。因此，有关他的发明和创造的故事，事实上就是我国古代劳动人民发明创造的故事。他的名字实际上已经成为劳动人民勤劳和智慧的象征。东汉大科学家张衡 东汉时期，也就是距今约一千八百多年前（公元117年），一台利用水力推动自动运转的大型天文仪器――“水运浑象”（连接到科学里程碑漏水转浑天仪）在东汉的京都洛阳制造成功了。仅仅相隔了二十年（公元138年），安置在京都洛阳的又一台仪器――“候风地动仪”准确地报告了西方千里之外发生的地震。这标志着人类开始了用仪器记录研究地震的新纪元。这两台著名仪器的发明者就是张衡--我国东汉时期伟大的科学家、文学家。张衡对中国古代的天文学、地震学和机械力学作出了杰出的贡献。传说他还制造过指南车、记里鼓车等，因其机械制造水平很高，被尊称为“木圣”。 张衡小传张衡，字平子，章帝建初三年（公元78年），诞生于南阳郡西鄂县石桥镇（今河南省南阳市城北五十里）一个破落的官僚家庭。祖父张堪是地方官吏，曾任蜀郡太守和渔阳（今河北省蓟县一带）太守。张衡幼年时候，家境已经衰落，有时还要靠亲友的接济。“自古英才多贫贱，从来纨绔少伟男” ，正是这种贫困的生活对他的成长起到了很好的作用。当时的南阳是经济和文化都很发达的地区，有“南都”之称。张衡在这样的环境熏陶下，加上他自幼刻苦好学，在青少年时代就已经为后来从事文学和科学事业打下了良好的基础。 由于家中的经卷典籍慢慢地不能满足张衡的求知欲望了，于是从十六岁开始，他便离乡游学，广结学者名流。他曾到汉朝故都长安一带，游览了当地的名胜古迹，考察了周围的山川形势、物产风俗、世态人情。后来他又到了当时的首都洛阳，就读于最高学府―大学。并成为学识比较渊博的学者。当时，地方上曾经推举他做“孝廉”，公府也多次招聘他去做官，但都被他拒绝了。 张衡自幼就对文学有特殊的爱好和研究。他的文学作品很多，风格也各不相同。有的形式短小，重在抒情，如《归田赋》。有的气势磅礴，广写景物，如《二京赋》；有的特色突出，独树一格，如《四愁诗》、《同声歌》等。和帝永元十二年（公元100年），二十三岁的张衡应邀回乡出任南阳太守鲍德的主簿，掌管文书工作。并在办理政务之余，潜心于文学创作。他以游学长安和洛阳的见闻作为素材，先后花了十年功夫，于安帝永初元年（公元107年）写成著名的文学著作《东京赋》和《西京赋》，总称为《二京赋》。文中，张衡以很大的篇幅无情揭露讽刺了当时京师中帝王贵族“取乐今日，遑恤我后，既定且宁，焉知倾”的腐败寄生生活，受到人民的欢迎而传诵于世。 后来，鲍德调任，张衡便辞职回家。掌握朝政的皇亲邓骘为了笼络士人，几次派人邀请张衡作他的幕僚，以增强自己这一派的势力。但张衡一方面厌恶外戚专权，一方面想专心钻研学问，都坚决地拒绝了。 在张衡三十四岁的时候，他的研究兴趣逐渐转到哲学和自然科学方面。他很喜爱扬雄（公元前53—公元18年）的哲学著作《太玄经》。《太玄经》的内容涉及天文、历法、数学等方面，引起了他很大的兴趣。《太玄经》里的一些朴素的唯物主义观点也给了张衡以很大的启发。安帝永初四年（公元111年），张衡应征进京，先后任郎中、太史令、公车司马令等低、中级官职。其中担任太史令时间最长，前后达十四年之久。太史令是主持观测天象、编订历法、候望气象、调理钟律（计量和音律）等事务的官员。在他任职期间，对天文历算进行了精湛的研究，做出了重大的贡献。汉朝时，关于天体运动和宇宙结构的学说已经出现了三种：盖天说、浑天说和宣夜说。盖天说创立最早，它认为天在上，地在下，天象一个半圆形的罩子，大地是平的，或者象一个倒扣着的盘子。浑天说主张天是浑圆的，日月星辰会转入地下。至于大地，早期的浑天说认为大地是平的，东汉三国时期的陆绩（公元187－219年）等进一步提出了大地是球形的概念，使浑天学说臻于完备。宣夜说却认为天没有一定的形状，而是无边无际的充满气体的空间，日、月、五星（金、木、水、火、土五大行星）等都飘浮在气体中。 张衡根据自己对天体运行规律的认识和实际观察，认真研究了这三种学说，认为浑天说比较符合观测的实际。他继承和发展了前人的浑天理论，在西汉耿寿昌发明的浑天仪的基础上创制了一个能够精确在表演浑天思想的“浑天仪”。他精通天文、历算，具有很强的革新思想，先后写出了《灵宪》、《灵宪图》、《浑天仪图注》等天文学著作，成为东汉中期浑天学说的代表人物之一。 张衡之所以能够在科学上做出杰出成就，成为伟大的科学家，和他坚持唯物观点、反对唯心主义和迷信思想有密不可分的联系。张衡一生为我国的科学文化事业作出了卓越的贡献，是我国古代伟大的科学家之一。他谦虚谨慎、勤学不倦，在所从事的事业中表现出了一丝不苟、精益求精、不畏强权、勇于进取的研究风格。而他不慕名利的高尚品德更值得我们学习。永和四年（公元139年），张衡请求告老还乡不准，又被调到朝中做尚书，但只任职一年就与世长辞了，终年六十一岁。 《灵宪》张衡一生所著的天文学著作，以《灵宪》最为著名。这是一部阐述天地日月星辰生成和它们的运动的天文理论著作，代表了张衡研究天文的成果。它总结了当时的天文知识，虽然其中也有一些错误，但还是提出了不少先进的科学思想和独到见解。例如，在阐述浑天理论的时候，虽然仍旧保留着旧的地平概念，并且提出了“天球”的直径问题，但是张衡进一步明确提出在“天球”之外还是有空间的。他说：“过此而往者，未之或知也。未之或知者，宇宙之谓也。宇之表无极，宙之端无穷。”就是说，我们能够观测到的空间是有限的，观测不到的地方是无穷无尽，无始无终的宇宙。这段话明确地提出了宇宙在时间和空间上都是无穷无尽的思想，是十分可贵的。 张衡在《灵宪》中指出月亮本身并不发光，月光是反射的太阳光。他说：“夫日譬犹水，火则外光，水则含景。故月光生于日之所照，魄生于日之所蔽；当日则光盈，就日则光尽也。”（景就是影，魄指月亮亏缺的部分。）他生动形象地把太阳和月亮比做火和水，火能发光，水能反光，指出月光的产生是由于日光照射的缘故，有时看不到月光，是因为太阳光被遮住了。他这种见解在当时是十分新鲜的，也是正确的。同时，张衡还进一步解释了月食发生的原因。他说：“当日之冲，光常不合者，蔽于地也，是谓暗虚。在星则星微，遇月则食。”这段话的意思是：“望月”时，应该能看到满月，但是有时看不到，这是因为日光被地球遮住的缘故。他将地影的暗处叫做“暗虚”，月亮经过“暗虚”时就发生月食，精辟地阐述了月食的原理。至于“在星则星微”一句，说的是星星碰上“暗虚”就隐而不见了。现在看来这种说法是不正确的。由于星星距地球极为遥远，又大都是发光的恒星，不象月球一样属于行星，因此没有任何一个星星会进入地球的影子之中而失去了光芒。这是张衡的不足之处。这也可以看出在当时的水平下，古人的研究不可能作到尽善尽美。今人也一样，做任何事情的时候都不可能将事情作的绝对正确，但一定要最大程度的正确反映客观现实。 此外，张衡在《灵宪》中还算出了日、月的角直径，记录了在中原洛阳观察到的恒星二千五百颗，和近代天文学家观察的结果是相接近的。在他的另一部天文著作《浑天仪图注》里还测定出地球绕太阳一年所需的时间是“周天三百六十五度又四分度之一”，和近代天文学家所测量的时间三百六十五天五小时四十八分四十六秒的数字十分接近，说明张衡对天文学的研究已经达到了比较高的水平。 和迷信作战东汉封建统治者为了加强他们的统治地位，把谶纬神学作为正统思想，强迫人们信奉。“谶纬”是以封建迷信来解释经书典籍，穿凿附会、用来预卜吉凶的一种学说。它的基本思想是宣扬“王权神授”、“天人感应”等唯心思想，因此很受统治者推崇，被尊为朝章国典。这些腐朽的唯心主义思想理所当然地受到了当时一些进步的思想家如扬雄、桓谭、王充等人的坚决反对。之后，张衡也积极投入到了反谶纬神学的斗争。安帝延光二年（公元123年），一场关于历法的大辩论掀起了：梁丰等人借口当时实行的四分历不合图谶，提出废除四分历，恢复太初历。四分历源于太初历，是对旧历在根据天体运行的实测资料修改后得来的，自章帝元和二年（公元85年）开始使用，是当时比较精密的历法。张衡和另一天文学家周兴坚决反对恢复古历。他们根据自己多年对天象的观测，对各种历法作了深入的研究、比较，认为四分历比较精密。在辩论中，他们所就观测到的现象以及这些现象产生的原因进行了深入的讲解，驳得梁丰等人张口结舌，“或不对，或言失误”，终于使四分历得以继续沿用。这是我国历法史上唯物主义对唯心主义斗争的一个胜利。 北宋大科学家沈括 沈括小传 在我国北宋时代，有一位非常博学多才、成就显著的科学家，他就是沈括──我国历史上最卓越的科学家之一。他精通天文、数学、物理学、化学、生物学、地理学、农学和医学；他还是卓越的工程师、出色的军事家、外交家和政治家；同时，他博学善文，对方志律历、音乐、医药、卜算等无所不精。他晚年所著的《梦溪笔谈》详细记载了劳动人民在科学技术方面的卓越贡献和他自己的研究成果，反映了我国古代特别是北宋时期自然科学达到的辉煌成就。《梦溪笔谈》不仅是我国古代的学术宝库，而且在世界文化史上也有重要的地位。沈括，字存中，生于浙江钱塘（今浙江杭州市）一官僚家庭。他的父亲沈周（字望之）曾在泉州、开封、江宁做过地方官。母亲许氏，是一个有文化教养的妇女。沈括生于宋仁宗天圣九年（公元1031年），他自幼勤奋好读，在母亲的指导下，十四岁就读完了家中的藏书。后来他跟随父亲到过福建泉州、江苏润州（今镇江）、四川简州（今简阳）和京城开封等地，有机会接触社会，对当时人民的生活和生产情况有所了解，增长了不少见闻，也显示出了超人的才智。他二十四岁开始踏上仕途，最初做海州沭阳县（在今江苏省）主簿，以后历任东海（在今江苏省）、宁国（在今安徽省）、宛丘（今河南省淮阳县）等县县令。三十三岁考中进士，被任命做扬州司理参军，掌管刑讼审讯。三年后，被推荐到京师昭文馆编校书籍。在这里他开始研究天文历算。宋神宗熙宁五年（公元1072年），兼任提举司天监，职掌观测天象，推算历书。接着，沈括又担任了史馆检讨，熙宁六年（公元1073年）做集贤院校理。因职务上的便利条件，他有机会读到了更多的皇家藏书，充实了自己的学识。1075年曾出使辽国，进行边界谈判，次年任翰林学士，权三司使。 宋神宗熙宁二年（公元1069年），地主阶级革新派的代表王安石被任命做宰相，开始进行大规模的变法运动。沈括积极参预变法运动，受到王安石的信任和器重，担任过管理全国财政的最高长官三司使等许多重要官职。熙宁九年（公元1076年），王安石变法失败。沈括被诬劾贬官，出知宣州（今安徽省宣城一带）。三年后，为抵御西夏，改知延州（今陕西省延安一带），兼任（鹿+右耳刀）延路经略安抚使。因守边有功，元丰五年（公元1082年），升龙图阁直学士。但是不久又遭诬陷，降职做均州（今湖北省均县）团练副使。哲宗元 二年（公元1087年），沈括花费十二年心血编修的《天下州县图》完成，被特许亲自到汴京进呈。次年，定居润州（今江苏省镇江东郊）梦溪园，在此安度晚年。 沈括晚年在梦溪园认真总结自己一生的经历和科学活动，写出了闻名中外的科学巨著《梦溪笔谈》和《忘怀录》等。宋哲宗绍圣二年（公元1095年）逝世。他一生著作多达几十种，但保存到现在的，除《梦溪笔谈》外，仅有综合性文集《长兴集》和医药著作《良方》等少数几部了。《梦溪笔谈》是中国科学史上的坐标，是沈括一生社会和科学活动的总结，内容极为丰富，包括天文、历法、数学、物理、化学、生物、地理、地质、医学、文学、史学、考古、音乐、艺术等共600余条。其中200来条属于科学技术方面，记载了他的许多发明、发现和真知灼见。 沈括治水 沈括十分重视发展农业生产和兴修水利。早在他青年时期任沭阳县主簿的时候，就主持了治理沭水的工程，组织几万民工，修筑渠堰不仅解除了当地人民的水灾威胁，而且还开垦出良田七千顷，改变了沭阳的面貌，那时他只有24岁。在任宁国县令的时候，他积极倡导并且主持在今安徽芜湖地区修筑规模宏大的坚固的万春圩，开辟出能排能灌、旱涝保收的良田一千二百七十顷，同时还写了《圩田五说》、《万春圩图书》等关于圩田方面的著作。熙宁五年（公元1072年），沈括主持了汴河的水利建设。为了治理汴河，沈括亲自测量了汴河下游从开封到泗州淮河岸共八百四十多里河段的地势。他采用“分层筑堰法”，测得开封和泗州之间地势高度相差十九丈四尺八寸六分。这种地形测量法，是把汴渠分成许多段，分层筑成台阶形的堤堰，引水灌注入内，然后逐级测量各段水面，累计各段方面的差，总和就是开封和泗州间“地势高下之实”。这在世界水利史上是一个创举。仅仅四五年时间里，就取得引水淤田一万七千多顷的显著成绩。在对地势高度计算时，其单位竟细到了寸分，可见，沈括的治学态度是极其严肃认真的。 杰出的天文学家 沈括还是一个杰出的天文学家。熙宁五年（公元1072年），也就在沈括负责汴河水建设时，沈括还负责领导司天监，在任职期间，他先后罢免了六名不学无术的旧历官，不计出身，破格推荐精通天文历算、出身平民的准南人卫朴进入司天监，主持修订新历的重要工作。沈括和卫朴治学态度认真，对旧历官凭借演算凑数的修历方法非常不满，主张从观测天象入手，以实测结果作为修订历法的根据。为此，沈括首先研究并改革了浑仪、浮漏和影表等旧式的天文观测仪器。 浑仪是测量天体方位的仪器。经过历代的发展的演变，到宋朝，浑仪的结构已经变得十分复杂，三重圆环，相互交错，使用起来很不方便。为此，沈括对浑仪作了比较多的改革。他一方面取消了作用不大的白道环，把仪器简化、分工，再借用数学工具把他们之间的关系联系起来（“省去月道环，其侯月之出入，专以历法步之”）；另一方面又提出改变一些环的位置，使它们不挡住观测视线。沈括的这些改革措施为仪器的发展开辟了新的途径。后来元朝郭守敬于元世祖至元十三年（公元1276年）创制的新式测天仪器──简仪，就是在这个基础上产生的。 漏壶是古代测定时刻的仪器，由几个盛水的容器装置成阶梯的形式，每一容器下侧都有孔，依次往下一容器滴水漏水。最下面的容器没有孔，里面装置有刻着时间标度的“箭”，随着滴漏水面升高，“箭”就慢慢浮起，从显露出来的刻度可以读出时刻。沈括对漏壶也进行了改革。他把曲筒铜漏管改做直颈玉嘴，并且把它的位置移到壶体下部。这样流水更加通畅，壶嘴也坚固耐用多了。 此外，沈括还制造了测日影的圭表，而且改进了测影方法。 沈括在《浑仪议》、《浮漏议》和《景表议》等三篇论文中介绍了他的研究成果，详细说明改革仪器的原理，阐发了自己的天文学见解，在是我国天文学史上的具有重要的作用。沈括和卫朴的一系列革新活动遭到守旧势力的攻击和陷害。在沈括和卫朴的坚决斗争下，卫朴主持修订的奉元历终于在熙宁八年（公元1075年）修成颁行。但是，由于守旧势力阻挠和破坏，比较先进的奉元历只实行了十八年就被废止了。但是沈括并不因此而灰心，在晚年又进一步提出了用“十二气历”代替原来历法的主张。我国原来的历法都是阴阳合历，而“十二气历”却是纯粹的阳历。它以十二气作为一年，一年分四季，每季分孟、仲、季三个月，并且按节气定月份，立春那天算一月一日，惊蛰算二月一日，依此类推。大月三十一天，小月三十天，大小月相间，即使有“两小相并”的情况，不过一年只有一次。有“两小相并”的，一年共有三百六十五天；没有的，一年共三百六十六天。这样，每年的天数都很整齐，用不着再设闰月，四季节气都是固定的日期。至于月亮的圆缺，和寒来署往的季节无关，只要在历书上注明“朔”、“望”就行了。沈括所设计的这个历法是比较科学的，它既符合天体运行的实际，也有利于农业活动的安排。他预见到他的这一主张必定会遭到顽固守旧派的“怪怒攻骂”，极力阻挠，而暂时不能实行，但是，他坚信“异时必有用予之说者”。果然，近八百年后，伟大的农民革命政权──太平天国所颁行的天历的基本原理和沈括的“十二气历”是完全一致的。现在世界各国采用的公历，也就是阳历，其实在分月上还不如沈括的“十二气历”合理。 物理学家+化学家+数学家 沈括对物理学研究的成果也是极其丰富而珍贵的。《梦溪笔谈》中所记载这方面的见解和成果，涉及力学、光学、磁学、声学等各个领域。特别是他对磁学的研究成就卓著。沈括在《梦溪笔谈》中第一次明确地谈到磁针的偏角问题。在光学方面，沈括通过亲自观察实验，对小孔成像、凹面镜成象、凹凸镜的放大和缩小作用等作了通俗生动的论述。他对我国古代传下来的所谓“透光镜”（一种在背面能看到正面图案花纹的铜镜）的透光原因也做了一些比较科学的解释，推动了后来对“透光镜”的研究。此外，沈括还剪纸人在琴上做过实验，研究声学上的共振现象。 在化学方面，沈括也取得了一定的成就。他在出任延州时候曾经考察研究漉延境内的石油矿藏和用途。他利用石油不容易完全燃烧而生成炭黑的特点，首先创造了用石油炭黑代替松木炭黑制造烟墨的工艺。他已经注意到石油资源丰富，“生于地中无穷”，还预料到“此物后必不行于世”，这一远见已为今天所验证。另外，“石油”这个名称也是沈括首先使用的，比以前的石漆、石脂水、猛火油、火油、石脑油、石烛等名称都贴切得多。在《梦溪笔谈》中有关“太阴玄精”（石膏晶体”的记载里，沈括形状、潮解、解理和加热失水等性能的不同区分出几种晶体，指出它们虽然同名，却并不是一种东西。他还讲到了金属转化的实例，如用硫酸铜溶液把铁变成铜的物理现象。他记述的这些鉴定物质的手段，说明当时人们对物质的研究已经突破单纯表面现象的观察，而开始向物质的内部结构探索进军了。 沈括在数学方面也有精湛的研究。他从实际计算需要出发，创立了“隙积术”和“会圆术”。沈括通过对酒店里堆起来的酒坛和垒起来的棋子等有空隙的堆体积的研究，提出了求它们的总数的正确方法，这就是“隙积术”，也就是二阶等差级数的求和方法。沈括的研究，发展了自《九章算术》以来的等差级数问题，在我国古代数学史上开辟了高阶等差级数研究的方向。此外，沈括还从计算田亩出发，考察了圆弓形中弧、弦和矢之间的关系，提出了我国数学史上第一个由弦和矢的长度求弧长的比较简单实用的近似公式，这就是“会圆术”。这一方法的创立，不仅促进了平面几何学的发展，而且在天文计算中也起了重要的作用，并为我国球面三角学的发展作出了重要贡献。 地理学家+医学家 沈括在地学方面也有许多卓越的论断，反映了我国当时地学已经达到了先进水平。他正确论述了华北平原的形成原因：根据河北太行山山崖间有螺蚌壳和卵形砾石的带状分布，推断出这一带是远古时代的海滨，而华北平原是由黄河、漳水、滹沱河、桑乾河等河流所携带的泥沙沉积而形成的。当他察访浙东的时候，观察了雁荡山诸峰的地貌特点，分析了它们的成因，明确地指出这是由于水流侵蚀作用的结果。他还联系西北黄土地区的地貌特点，做了类似的解释。他还观察研究了从地下发掘出来的类似竹笋以及桃核、芦根、松树、鱼蟹等各种各样化石，明确指出它们是古代动物和植物的遗迹，并且根据化石推论了古代的自然环境。这些都表现了沈括可贵的唯物主义思想。在欧洲，直到文艺复兴时期，意大利人达．芬奇对化石的性质开始有所论述，比沈括晚了四百多年。沈括视察河北边防的时候，曾经把所考察的山川、道路和地形，在木板上制成立体地理模型。这个做法很快便被推广到边疆各州。熙宁九年（公元1076年），沈括奉旨编绘《天下州县图》。他查阅了大量档案文件和图书，经过近二十年坚持不懈的努力，终于完成了我国制图史上巨作《守令图》。这是一套大型地图集，共计二十幅，其中有大图一幅，高一丈二尺，宽一丈；小图一幅；各路图十八幅（按当时行政区划，全国分做十八路）。图幅之大，内容之详，都是以前少见的。在制图方法上，沈括提出分率、准望、互融、傍验、高下、方斜、迂直等九法，这和西晋．裴秀著名的制图六体是大体一致的。他还把四面八方细分成二十四个方位，使图的精度有了进一步提高，为我国古代地图学做出了重要贡献。沈括对医药学和生物学也很精通。他在青年时期就对医学有浓厚兴趣，并且致力于医药研究，搜集了很多验方，治愈过不少危重病人。同时他的药用植物学知识也十分广博，并且能够实际出发，辨别真伪，纠正古书上的错误。他曾经提出“五难”新理论；沈括的医学著作有《良方》等三种。现存的《苏沈良方》是后人把苏轼的医药杂说附入《良方》之内合编而成的。 唯物主义者 沈括具有朴素的唯物主义思想和发展变化的观点。他认为“天地之变，寒暑风雨，水旱螟蝗，率皆有法”，并指出，“阳顺阴逆之理，皆有所从来，得之自然，非意之所配也。”就是说，自然界事物的变化都是有规律的，而且这些规律是客观存在的，是不依人们的意志为转移的，而且这些规律是客观存在的，是不依人们的意志为转移的。他还认为事物的变化规律有正常变化和异常变化，不能拘泥于固定不变的规则。正是这些比较正确的思想观点，促使他取得了那个时代在科学技术方面达到的高度成就。沈括曾提出已知的知识是有限的，人的认识是无限的观点，对科学的发展产生了很大的影响。 唯物主义的思想倾向，还表现在沈括十分重视劳动群众的实践经验和发明创造上，他不断地从劳动人民那时汲取智慧和力量。他曾说：“至于技巧器械，大小尺寸，黑黄苍赤，岂能尽出于圣人！百工、群有司、市井田野之人，莫不预焉”。为了探求医药知识，他“所至之处，莫不询究，或医师，或是巷，或小人，以至士大夫之家，山林隐者，无不求访”。在《梦溪笔谈》中，他以敬佩的态度记载了宋朝劳动人民在科学技术上的许多卓越贡献。例如布衣毕（上日+下升）发明活字印刷术，民间匠师喻皓的建筑成就和编著的《木经》，河工高超创造的合龙堵口的先进方法，平民天文数学家卫朴修历的事迹，以及河北工作炼钢、福建农民种茶等许多无名英雄在生产斗争中取得的宝贵经验，等等。正是由于沈括的详细记述，才使得不少作出贡献的劳动人民的业绩得以保存流传下来。 唯物主义的思想倾向，决定了沈括对于自然现象和科技成就的记述具有一定的科学性。他观察和描述事物非常细致、具体、准确，没有封建时代一般文人虚词浮夸的坏习惯。因此，通过他的记述，我们能够明确地判断他那个时期生产技术和自然科学所达到的水平。例如，沈拓有关雷电、海市蜃楼、龙卷风、地震以及陨铁等自然现象的记载，非常细致贴切而生动形象，使人们仿佛亲临现场。 沈括能够用发展变化的观点研究客观事物，得出正确的结论。他在论述有关数学、气象、医药等许多问题的时候，多次强调要因地因时制宜。例如古代规定二月和八月是采药的季节， 是沈括指出，草药生长由于受自然条件和栽培情况的影响，同时采药又有取根、取叶、取芽、取花、取实等不同的要求，因此，要根据不同情况选下采药时间，不可死板地“拘以定月”。沈括的这一见解是十分合理的。 沈括对一些自然现象并不停留在表面的观察上，他还努力探求它的科学道理，提出对事物发展变化规律性的解释。象对雁荡山诸峰和华北平原的形成原因、二十八宿的位置、化石的形成等许多问题的说明，是符合近代科学原理的。为了弄清阳燧（凹面镜）成像的道理，他观察空中飞鸟的影子情况，并亲自移动自己的手，来比较成像的区别，终于作出了比较正确的解释.这些都是他在科学事业上能够获得成功的重要原因。文武双全 沈括文武双全，不仅在科学上取得了辉煌的成绩，而且为保卫北宋的疆土也做出过重要贡献。北宋时期，阶级矛盾和民族矛盾都十分尖锐。辽和西夏贵族统治者经常侵扰中原地区，掳掠人口牲畜，给社会经济带来很大破坏。沈括坚定地站在主战派一边，在熙宁七年（公元1074年）担任河北西路察访使和军器监长官期间，他攻读兵书，精心研究城防、阵法、兵车、兵器、战略战术等军事问题，编成《修城法式条约》和《边州阵法》等军事著作，把一些先进的科学技术成功地应用在军事科学上。同时，沈括对弓弩甲胄和刀枪等武器的制造也都作过深入研究，为提高兵器和装备的质量做出了一定贡献。木结构大师喻皓 在过去的几千年来，中国古人建造了许多气势磅礴、庄严宏伟、规划严谨、设计精巧的宫殿、亭台楼阁、寺庙、宝塔和桥梁等建筑，其中的一些建筑虽然经历了成百上千年的漫长岁月，却仍屹立巍然，完好无损，成为我们民族古代科学文化伟大成就的象征。在那些为发展我国古代建筑技术而做出了重要贡献的名师巧匠中，北宋初年的木结构专家喻皓就是一位突出代表。 喻皓小传喻皓生活的年代正是五代末、北宋初。他是浙江杭州一带人，是一位出身卑微的建筑工匠，他的生卒年代因历史上的记载缺乏，只知道他在北宋初年当过都料匠（掌管设计、施工的木工），长期从事建筑实践。在这长期的实践中，他勤于思索、并善于向别人学习，因而在木结构建造技术方面积累了丰富的经验，尤其擅长建筑多层的宝塔和楼阁。 宝塔是随着佛教的传入而进入中国的，是一种宗教象征的高层建筑。我国悠久的建塔历史是从东汉末年佛教传入中国以后才开始的。古代劳动人民和匠师，无论是在材料的选用，还是在设计的选取中，都创造性地建造了多种形式的高塔。在用材上，有砖、石、砖木、木等不同结构；在设计上，有方形、五角形、六角形、八角形、十二角形等各种形式，玲珑剔透，精巧美观，显示出科学和艺术的精美结合。喻皓继承并发扬了前人的建塔技术，尤其是建造木结构高塔方面更有创造性的发展。 木结构建筑是我国古代的代表性建筑。经过长期的经验积累，到了宋朝，木结构技术已经达到了很高的水平，并且形成了我国独特的建筑风格和完整的体系。但是当时这种技术主要靠师徒传授的办法来传播，还没有一部专书来记述和总结这些经验，以致许多技术得不到交流和推广，甚至失传。为此，喻皓决心把历代工匠和本人的经验编著成书。据说他每天深夜睡到床上，还把手交叉地放在胸口，搭成木结构的形状，考虑怎样进行总结。经过几年的努力,终于在晚年写成了《木经》三卷。《木经》的问世不仅促进了当时建筑技术的交流和提高，而且对后来建筑技术的发展产生了很大的影响。 喻皓能取得这样高的造诣是与他刻苦钻研、谦虚学习的精神所分不开的。当时京城里有一座相国寺，是唐朝人建造的。它的门楼的卷檐造得非常巧妙。喻皓每次经过门楼，都要仰起头，仔细观察，研究它的造法。为了弄清卷檐的奥秘，喻皓有时坐下来，甚至躺在地下进行观察和研究。 尽管喻皓在木建筑的设计和制造技术上成就卓越。但在封建社会里，喻皓只是一个出身卑微的建筑工匠，他的成就和著作同其他劳动人民的创造发明一样，根本得不到统治者重视。后来《木经》失传了，喻皓的事迹也没有被准确的记载如史书中。喻皓辛劳一生为我国木制建筑所做的卓越的贡献为他自己建立了高大的丰碑。 喻皓的小故事一、北宋初年，中国还没有完全统一。当时占据杭州一带的吴越国王钱（单立人+叔）（音处，chu）派人在杭州梵天寺建造了一座方形的木塔。当这座塔才建好两三层的时候，钱（单立人+叔）登上去，感到塔身有些摇晃，便问是什么原因。主持施工的工匠自信的回答说：“因为塔上还没有铺瓦，上面太轻，所以有些摇晃。”可是等塔建成铺上瓦以后，人们登上去，塔身还是摇摇晃晃。这个工匠一时没有办法，生怕被那位吴越国王责备，后来听说喻皓对建造木塔很有研究，便让妻子前去请教喻皓。喻皓笑着说：“这个问题很容易解决，只要每层都铺上木板，用钉子钉紧就行了。”那个工匠照这办法去做，果然塔身稳定，人走上去不再摇晃了。喻皓提出的办法非常是符合科学道理。当各层都钉好木板以后，整个木塔就连接成一个紧密的整体。人走在木板上，压力分散，并且各面同时受力，互相支持，塔身自然就稳定了。从这个小例子可以看出，喻皓对于木结构的特点和受力情况有比较深刻的认识。虽然他没有亲临现场，但依然能准确地指明问题的关键，说明他的实践经验是很丰富的。 二、宋太宗想在京城汴梁（今河南省开封市）建造一座大型宝塔，从全国各地抽调了一批名工巧匠和擅长建筑艺术的画家到汴梁进行设计和施工。喻皓也在其中，并且受命主持这项工程。为了建好宝塔，他事先造了个宝塔模型。塔身是八角十三层，各层截面积由下到上逐渐缩小。当时有一位名叫郭忠恕的画家提出这个模型逐层收缩的比率不大妥当。喻皓很重视郭忠恕的意见，对模型的尺寸进行了认真研究和修改，才破土动工。在广大劳动工匠的辛勤努力下，端拱二年（公元989年）八月，建成了雄伟壮丽的八角十三层琉璃宝塔，这就是有名的开宝寺木塔。塔高三百六十尺（宋朝一尺大约合30.72厘米），是当地几座塔中最高的一座，也是当时最精巧的一座建筑物。可是塔建成以后，人们发现塔身微微向西北方向倾斜，感到奇怪，便去询问喻皓是怎么回事。喻皓向大家解释说：“京师地平无山，又多刮西北风，使塔身稍向西北倾斜，为的是抵抗风力，估计不到一百年就能被风吹正。”原来这是喻皓特意这样做的。可见喻皓在搞设计的时候，不仅考虑到了工程本身的技术问题，而且还注意到周围环境以及气候对建筑物的影响。对于高层木结构的设计来说，风力是一项不可忽视的荷载因素。在当时条件下，喻皓能够做出这样细致周密的设计，是一个很了不起的创造。可惜的是，这样一座建筑艺术的精品，在宋仁宗庆历年间（公元年）的一次火灾中被烧毁了，没有能够保存下来。李诫和《营造法式》 李诫小传 李诫，字明仲，北宋郑州管城县（今河南省新郑县）人。生年不详，卒于宋徽宗大观四年（公元1110年），大约只活了四十多岁。李诫出身于官吏家庭，父亲李南公曾经做过户部尚书。公元1092年，李诫开始在北宋主管土木建筑工程的机构—将作监供职，前后共达十三年，主持营建了不少有名的城门、宫殿、府邸、寺庙等大型土木建筑工程。绍圣四年（公元1097年）宋哲宗下旨任命李诫主持编修《营造法式》。李诫是个博学多能的人。他精通书法，善于绘画，喜欢著书立说除了《营造法式》外，他还著有《续山海经》十卷，《续同姓名录》二卷，《琵琶录》三卷，《马经》三卷，《六博经》三卷，《古篆说文》十卷。在书法上，篆、籀、草、隶，无所不能。据说他家藏的几万卷书中有几午卷是他亲手抄成的。他的绘画颇得古代名画家笔法，曾绘《五马图》进呈给宋微宗。可惜这些都}